【摘要】：持續(xù)增加的氮沉降會引起森林群落植物組成發(fā)生改變,而植物組成的改變會導致凋落物量和凋落物種類發(fā)生變化,進而引起土壤微生物、土壤動物群落及數(shù)量和結構發(fā)生改變。土壤微生物在森林生物化學循環(huán)過程中扮演著重要的角色,對生態(tài)系統(tǒng)結構和功能有十分重要的作用。柳杉(Cryptomeria fortunei)是我國亞熱帶地區(qū)主要的造林樹種之一,具有較高的經(jīng)濟價值。以華西雨屏區(qū)中心地帶柳杉人工林為對象,于2012年1月～2013年7月通過定位模擬氮沉降和添加凋落物,研究了柳杉人工林土壤微生物對模擬氮沉降和添加凋落物的響應。試驗共設置12個處理：CK(N0+柳杉純林凋落物)、LN(低氮,5 g.m-2.a-1)、MN(中氮,10 g.m-2.a-1)、HN(高氮,15 g.m-2.a-1)、SL(杉木+柳杉凋落物1：1混合)、NL(楠木+柳杉凋落物1：1混合)、N5SL(低氮+杉木和柳杉凋落物混合)、N10SL(中氮+杉木和柳杉凋落物混合)、N15SL(高氮+杉木和柳杉凋落物混合)、N5NL(低氮+楠木和柳杉凋落物混合)、N10NL(中氮+楠木和柳杉凋落物混合)和N15NL(高氮+楠木和柳杉凋落物混合)。主要研究結果如下：(1)試驗1.5a內(nèi),不同氮沉降水平對土壤微生物數(shù)量的影響表現(xiàn)為：顯著增加土壤細菌數(shù)(p0.05),且氮濃度越高,促進作用越強；低氮處理顯著增加土壤真菌數(shù)p0.05),中氮和高氮處理顯著抑制了土壤真菌數(shù)p0.05),中氮濃度后,抑制作用隨著氮沉降濃度的升高而增強;低、中氮處理增加土壤放線菌數(shù)量,中氮處理下促進作用最強,高氮抑制土壤放線菌數(shù)。不同氮沉降水平下,不同類型土壤微生物表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(2)試驗1.5a內(nèi),添加凋落物對土壤微生物數(shù)量的影響表現(xiàn)為：顯著增加土壤細菌數(shù)(p0.05),促進程度大小為SLNL；顯著增加土壤真菌數(shù)p0.05),促進程度為大小NLSL；顯著增加土壤放線菌數(shù)p0.05),促進程度大小為NLSL。添加凋落物處理下,不同類型土壤微生物表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(3)試驗1.5a內(nèi),模擬大氣氮沉降和添加凋落物對土壤微生物數(shù)量的影響存在明顯的互作效應。其中,試驗270d時,N15SL和N15NL顯著抑制細菌數(shù),其余處理均促進細菌數(shù)；試驗270d時N5NL、N10SL、N15SL和N15NL抑制真菌數(shù),其余處理均促進真菌數(shù)；各處理均促進放線菌數(shù)。氮沉降和添加凋落物雙因素處理下,不同類型土壤微生物數(shù)量表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(4)試驗1.5a內(nèi),不同氮沉降水平對土壤微生物量的影響表現(xiàn)為：低氮處理顯著增加土壤微生物量碳(p0.05),中氮和高氮處理在試驗前期(1a)促進土壤微生物量碳,末期則抑制土壤微生物量碳(p0.05)；低氮和中氮處理顯著增加土壤微生物量氮(p0.05),高氮處理在試驗前期增加土壤微生物量氮含量(p0.05),末期(540d時)則抑制土壤微生物量氮含量(p0.05)。不同氮沉降水平下,土壤微生物生物量表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(5)試驗1.5a內(nèi),添加凋落物對土壤微生物量的影響表現(xiàn)為：顯著增加土壤微生物量碳含量p0.05),促進程度大小為SLNL；顯著增加土壤微生物量氮含量(p0.05),促進程度大小SLNL。添加凋落物處理下,土壤微生物生物量表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(6)試驗1.5a內(nèi),模擬大氣氮沉降和添加凋落物對土壤微生物量的影響存在明顯的互作效應。其中,試驗180d時N5SL、N5NL、N10SL、N15SL和N15NL處理,270d時N5SL、N5NL和N10NL處理,360d時N5SL和N10SL處理,450d時N5SL和N5NL處理,540d時N5SL和N5NL處理均抑制土壤微生物量碳；試驗180d時,N5SL和N5NL處理；270d時,N5SL、N10NL和N15NL處理；450d時,N5SL和N15NL處理均抑制土壤微生物量氮,其余時間各處理均促進土壤微生物量碳、氮含量。N沉降和添加凋落物雙因素處理下,土壤微生物生物量表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(7)試驗1.5a內(nèi),氮沉降顯著增加土壤有機(p0.05),中氮處理水平下土壤有機碳含量最高。不同氮沉降水平下,土壤有機碳表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(8)試驗1.5a內(nèi),添加凋落物顯著增加土壤有機碳含量p0.05),促進程度大小為SLNL。添加凋落物處理間,土壤有機碳表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征(9)試驗1.5a內(nèi),模擬大氣氮沉降和添加凋落物對土壤有機碳的影響存在明顯的互作效應。其中,N10NL處理抑制土壤有機碳含量；N10SL處理除試驗450d時,其余時間內(nèi)對土壤有機碳的影響也表現(xiàn)為抑制作用;N15NL處理在試驗450d時,對土壤有機碳的影響由促進轉(zhuǎn)為抑制作用；其余處理均顯著促進土壤有機碳含量。N氮沉降和添加凋落物雙因素處理下,土壤有機碳表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。綜合分析表明,模擬大氣氮沉降能顯著改變柳杉人工林中的土壤微生物數(shù)量及生物量,土壤微生物數(shù)量及生物量會隨著外界環(huán)境變化發(fā)生明顯改變,而添加凋落物后能在一定程度上緩解氮沉降給土壤微生物帶來的壓力,還能增加土壤碳庫存。這意味著營造混交林可能在一定程度上緩解氮沉降等全球氣候變化給森林生態(tài)系統(tǒng)帶來的負面影響,并能維持和提高森林土壤的質(zhì)量。
【學位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：S714

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本文編號：2735206